[发明专利]一种电机定子结构及其灌封方法

说明书

本发明涉及一种电机定子结构，属于电气制造技术领域。它解决了现有技术中电气元件灌胶所需用量大，成本高的问题。本电机定子结构在所述壳体、铁芯和/或绕组之间的大尺寸缝隙中设有大粒径固体颗粒，所述壳体、铁芯、绕组和/或大粒径固体颗粒之间的小尺寸缝隙中填充有胶体层，所述胶体层由液态的胶体凝固而成，所述胶体包括粘结剂和导热绝缘粉末，所述大粒径固体颗粒粒径大于所述导热绝缘粉末粒径。本电机定子结构通过在胶体内设有固体大粒径固体颗粒，可降低胶体用量，固体大粒径固体颗粒成本相对胶体更低，而导热绝缘性能高于胶体，且大粒径固体颗粒的加入可提升胶体韧性，本发明同时实现了降低成本，提高胶体韧性，提升导热效果的作用。

技术领域

本发明属于电气制造领域，涉及一种电机定子结构，特别是一种胶体灌封 的电机定子结构及其灌封方法。

背景技术

随着新能源市场的发展，对新能源动力系统的要求也越来越高，其中高功 率电机的小型化、轻量化占有重要的地位。电机的小型化意味着功率密度的增 高，单位体积的发热量也越来越高，这就对电机的散热系统提出了更高的要求。 现有电机产品的结构一般包括转子、定子和壳体组成，更为常见的是定子与壳 体固定安装构成电机的一部分。其中壳体上设置有铁芯的安装位，铁芯固定安 装在壳体上，绕组则缠绕在铁芯上并置于壳体内。

定子线圈是电机的主要发热部件，工作时线圈承载的电压高，电流大，并 且线圈工作在高频变化的磁场之中，其相应的冷却结构设计难度很大。通过导 热胶体灌封是目前实现定子线圈冷却的一种可行方案。

受限于工艺水平，目前绕组绕制成型后其空间结构上存在较大的偏差，在 盘式电机中表现为环形绕组的环形内侧与外侧是不规则的，为此在设计壳体时， 其绕组容纳腔体要足够的大，来保障绕组可正常安装在壳体内，而不至出现绕 组的磕碰、挤压从而损坏绕组上的绝缘漆包结构。实际上还需要设计一定的安 全距离，避免线圈与壳体直接接触，导致后期电机存在漏电的风险。为此线圈 与壳体之间存在明显的，较大的缝隙。以上为以盘式电机距离，但实际上在径 向电机中也存在类似的情况。

在生产高品质电机时，例如应用于新能源汽车上的电机时，需要通过胶体 填充，即灌胶工艺，通过灌胶，能够使胶体填充满壳体与绕组之间的间隙。胶 体能很好的实现绕组的固定、绝缘与导热。所谓胶体填充，是指使用特制的灌 封胶填满定子空腔，固化。提高胶体灌封能强化电子器件的整体性，提高对外 来冲击、震动的抵抗力；提高内部元件、线路间绝缘，有利于器件小型化、轻 量化；避免元件、线路直接暴露，改善器件的防水、防潮性能。灌封胶体一般 是由胶水和导热填料混合而成，胶水起粘结作用，而导热填料用于提高整个灌 封胶的导热性。目前较为常规的胶水选择有环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯等， 常用的导热绝缘填料有氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅等； 其中，尤以微米级氧化铝、硅微粉为主体，纳米氧化铝，氮化物做为高导热领 域的填充粉体；而氧化锌大多做为导热膏(导热硅脂)填料用。

灌封后胶体凝固物成为连接线圈与电机壳体的桥梁，能够将线圈产生的热 量传递到电机壳体上，从而通过壳体上的散热结构，但是当设计较大尺寸的盘 式电机时，类如盘式电机的直径大于30cm时，需要灌入超乎想象的胶体才能将 这些缝隙填满。通过计算分析可以得出，空隙是与壳体内容量呈正比的，而壳 体内容量实际上是Πr² h，其中h又与R相关，因此灌胶量是与R³成正比。而过 多的胶水会使电机的重量骤增，同时灌胶用的胶水也是昂贵的，这将增大电机 的成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种新型的电机定 子结构及灌封方法。